JP2013228061A - トルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トルク伝達開始時やトルク変動時のヒステリシスを大きくできると共に、寸法誤差や組み付け誤差等の誤差を効果的に吸収できるトルク伝達用継手１５ａを実現する。
【解決手段】弾性材製で円輪板状の緩衝部材１８ａの径方向中間部に、駆動側挿入孔２９と被駆動側挿入孔３０とを、軸方向に貫通する状態で、円周方向に関して交互に設ける。又、駆動側、被駆動側各挿入孔２９、３０を、緩衝部材１８ａの円周方向に比べて直径方向に長い楕円形の長孔をそれぞれの長軸方向の中心線を直径方向に対して９０度未満だけ傾斜させて得られる形状とする。そして、これら駆動側、被駆動側各挿入孔２９、３０に、それぞれ楕円柱状の駆動側、被駆動側各腕部２１ａ、２３ａを軸方向両側からそれぞれがたつきなく挿入する。
【選択図】図３

Description

この発明に係るトルク伝達用継手は、各種機械装置に組み込んで、駆動軸と被駆動軸との間でトルクを伝達する為に利用する。又、本発明の電動式パワーステアリング装置は、自動車の操舵装置として利用するもので、電動モータを補助動力源として利用する事により、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図るものである。

操舵輪（フォークリフト等の特殊車両を除き、通常は前輪）に舵角を付与する際に、運転者がステアリングホイールを操作する為に要する力の軽減を図る為の装置として、パワーステアリング装置が広く使用されている。又、この様なパワーステアリング装置で、補助動力源として電動モータを使用する電動式パワーステアリング装置も、近年普及し始めている。この様な電動式パワーステアリング装置の構造は、各種知られているが、何れの構造の場合でも、ステアリングホイールの操作によって回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する回転軸に電動モータの補助動力を、減速機を介して付与する。この減速機として一般的には、ウォーム減速機が使用されている。ウォーム減速機を使用した電動式パワーステアリング装置の場合、前記電動モータにより回転駆動されるウォームと、前記回転軸と共に回転するウォームホイールとを噛合させて、前記電動モータの補助動力をこの回転軸に伝達自在とする。但し、ウォーム減速機の場合、何らの対策も施さないと、前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛合部に存在するバックラッシュに基づき、前記回転軸の回転方向を変える際に、歯打ち音と呼ばれる不快な異音が発生する場合がある。

この様な歯打ち音の発生を抑えられる構造として従来から、特許文献１〜３に記載されている様に、ばね等の弾性部材によりウォームをウォームホイールに向け弾性的に押圧する事が考えられている。図６〜７は、このうちの特許文献２に記載された電動式パワーステアリング装置の１例を示している。ステアリングホイール１により所定方向に回転させられるステアリングシャフト２の前端部は、ハウジング３の内側に回転自在に支持しており、この部分にウォームホイール４を固定している。このウォームホイール４と噛合するウォーム歯５をウォーム軸６の軸方向中間部に設け、電動モータ７により回転駆動されるウォーム８の軸方向両端部は、深溝型玉軸受等の１対の転がり軸受９ａ、９ｂにより、前記ハウジング３内に回転自在に支持されている。更に、前記ウォーム軸６の先端部で前記転がり軸受９ａよりも突出した部分に押圧駒１０を外嵌し、この押圧駒１０と前記ハウジング３との間に、コイルばね１１等の弾性部材を設けている。そして、このコイルばね１１により、前記押圧駒１０を介して、前記ウォーム軸６に設けたウォーム歯５を、前記ウォームホイール４に向け押圧している。この様な構成により、これらウォーム歯５とウォームホイール４との間のバックラッシュを抑え、前記歯打ち音の発生を抑えている。

上述の様な従来構造の場合、前記ウォーム歯５と前記ウォームホイール４との噛合部で前記歯打ち音が発生する事を抑えられるが、前記電動モータ７の出力軸１２の先端部と前記ウォーム軸６の基端部との結合部分で発生する歯打ち音を抑える事はできない。この点に就いて、以下に説明する。図示の構造の場合、前記電動モータ７の出力軸１２の先端部と前記ウォーム軸６の基端部とをトルクの伝達を可能に結合する為に、このウォーム軸６の基端部にスプライン孔１３を、このウォーム軸６の基端面に開口する状態で形成している。一方、前記出力軸１２の先端部に、スプライン軸部１４を形成している。そして、このスプライン軸部１４と前記スプライン孔１３とをスプライン係合させる事で、前記出力軸１２と前記ウォーム軸６とをトルクの伝達を可能に結合している。

前記スプライン軸部１４と前記スプライン孔１３とが円周方向の隙間なく（バックラッシュ無しで）スプライン係合していれば、前記出力軸１２の先端部と前記ウォーム軸６の基端部との結合部（スプライン係合部）で、歯打ち音が発生する事はない。但し、実際の場合には、このスプライン係合部にはバックラッシュが存在している。特に、上述の図７に示す様な構造により、前記ウォーム歯５と前記ウォームホイール４との間のバックラッシュを抑える構造の場合には、前記ウォーム軸６を揺動変位させる必要上、前記スプライン係合部のバックラッシュを完全になくす事はできない。この為、このスプライン係合部での歯打ち音の発生を防止する事は難しい。

この様な歯打ち音の発生を防止できる構造として、例えば特許文献４、５には、駆動軸の端部と被駆動軸の端部とを、弾性材製の緩衝部材を備えたトルク伝達用継手（カップリング、軸継手）を介して結合する構造が記載されている。図８〜９は、このうちの特許文献４に記載された、従来構造のトルク伝達用継手１５を示している。このトルク伝達用継手１５は、駆動軸である電動モータの出力軸１２の先端部にこの先端部と同心に支持される、金属製の駆動側伝達部材１６と、被駆動軸であるウォーム軸６の基端部にこの基端部と同心に支持される、金属製の被駆動側伝達部材１７と、これら駆動側伝達部材１６と被駆動側伝達部材１７との間に設けられる、ゴム製の緩衝部材１８と、鋼球１９とを備えている。

このうちの駆動側伝達部材１６は、前記出力軸１２の先端部に相対回転不能に支持された円板状の駆動側基部２０と、この駆動側基部２０のうちで前記被駆動側伝達部材１７に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた３本の駆動側腕部２１、２１とを備える。一方、前記被駆動側伝達部材１７は、前記ウォーム軸６の基端部に相対回転不能に支持された円板状の被駆動側基部２２と、この被駆動側基部２２のうちで前記駆動側伝達部材１６に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた３本の被駆動側腕部２３、２３とを備える。又、前記緩衝部材１８は、円筒部２４と、この円筒部２４の外周面から放射方向（直径方向）にそれぞれ延出した、６本の被挟持部２５、２５とを備えている。

そして、前記トルク伝達用継手１５の組立状態では、前記各駆動側腕部２１、２１と前記各被駆動側腕部２３、２３とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側腕部２１と被駆動側腕部２３との間部分に、前記各被挟持部２５、２５をそれぞれ介在させる。更に、前記鋼球１９を、前記出力軸１２の先端面と前記ウォーム軸６の基端面との間で挟持する。

以上の様な構成を有する従来構造のトルク伝達用継手１５の場合、円周方向に隣り合う駆動側腕部２１と被駆動側腕部２３との間部分に、ゴム製の被挟持部２５、２５がそれぞれ介在している（挟持されている）。この為、金属製の駆動側腕部２１と被駆動側腕部２３とが直接接触する事を防止でき、前述した様な歯打ち音が発生する事を有効に防止できる。又、運転時に、前記出力軸１２と前記ウォーム軸６との間で伝達されるスラスト力を、前記鋼球１９を介して伝達する事ができ、このスラスト力が前記緩衝部材１８に伝達されずに済む。この為、この緩衝部材１８の耐久性を長期間に亙り確保し易くできる。

但し、上述した様な従来構造のトルク伝達用継手１５の場合、次の様な面で、未だ改良の余地がある。
即ち、従来構造のトルク伝達用継手１５の場合には、前記各被挟持部２５、２５を放射方向に配置して、前記各駆動側腕部２１、２１及び前記各被駆動側腕部２３、２３の円周方向側面をそれぞれ放射方向に配置している（駆動側、被駆動側各腕部２１、２３の円周方向側面を含むそれぞれの仮想平面が、駆動側、被駆動側各伝達部材１６、１７の中心軸を通る）。この為、前記出力軸１２が回転駆動すると、前記各被挟持部２５、２５には、円周方向に弾性的に圧縮させる力のみが作用して、前記出力軸１２の回転開始直後に、大きなトルク伝達が開始される可能性がある。即ち、従来構造のトルク伝達用継手１５は、出力軸１２の回転量とトルク伝達とのヒステリシス（不感帯）が小さくなる。この様なヒステリシスの小さいトルク伝達用継手（電動式パワーステアリング装置）は、例えばスポーツカー等の一部の車種では好ましく使用される場合もある。但し、車種や条件によっては、ヒステリシスを大きくしたいとの要望もあり、従来構造のトルク伝達用継手１５では、この様な要望に応える事はできない。又、従来構造のトルク伝達用継手１５の場合には、トルク伝達時に、前記緩衝部材１８を径方向に撓ませる様な力を作用させられない為、電動モータの出力軸１２の中心軸とウォーム軸６の中心軸との位置関係が不一致になる様な、所謂アライメント誤差を十分に吸収する事も難しくなる。
尚、本発明に関連する先行技術文献として、上述した特許文献１〜５の他に、特許文献６がある。

特開２０００−４３７３９号公報 特開２００４−３０６８９８号公報 特表２００６−５１３９０６号公報 実開平３−７３７４５号公報 特許第４５２３７２１号公報 特許第４７７９３５８号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、トルク伝達開始時やトルク変動時のヒステリシスを大きくできると共に、寸法誤差や組み付け誤差等の誤差を効果的に吸収できるトルク伝達用継手、及び、このトルク伝達用継手を備えた電動式パワーステアリング装置を実現すべく発明したものである。

本発明のトルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置のうち、請求項１に記載したトルク伝達用継手の発明は、軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸と被駆動軸との端部同士の間でトルクを伝達するものであり、前記駆動軸の端部にこの駆動軸と同心に支持される駆動側伝達部材と、前記被駆動軸の端部にこの被駆動軸と同心に支持される被駆動側伝達部材と、これら駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材との間に設けられる弾性材製の緩衝部材とを備える。
このうちの駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、この駆動側基部のうちで前記被駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本（例えば２〜５本）の駆動側腕部とを備える。
又、前記被駆動側伝達部材は、前記被駆動軸の端部に支持される被駆動側基部と、この被駆動側基部のうちで前記駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本（例えば２〜５本）の被駆動側腕部とを備える。
そして、前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側腕部と被駆動側腕部との間部分に、前記緩衝部材の一部をそれぞれ介在させている。

特に、本発明のトルク伝達用継手の場合には、前記緩衝部材を、円輪板状として、その径方向中間部に、前記各駆動側腕部をがたつきなく挿入可能な駆動側挿入孔と、前記各被駆動側腕部をがたつきなく挿入可能な被駆動側挿入孔とを、それぞれ軸方向に貫通する状態で、円周方向に関して交互に設ける。
又、前記各駆動側挿入孔と前記各被駆動側挿入孔とを、前記緩衝部材の円周方向に比べて直径方向に長い長孔（例えば楕円、長円或いは長方形等の長孔）を、それぞれの長軸方向の中心線を直径方向（放射方向）に対して９０度未満だけ傾斜させて得られる如き形状とする。
尚、前記各駆動側腕部及び前記各被駆動側腕部のそれぞれの断面形状は、前記各駆動側挿入孔と前記各被駆動側挿入孔とに、それぞれがたつきなく挿入可能な断面形状である。

上述した様な本発明のトルク伝達用継手を実施する場合には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記各駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさを、全ての駆動側挿入孔同士の間で同じとする。又、前記各被駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさを、全ての被駆動側挿入孔同士の間で同じとする。そして、前記各駆動側挿入孔と前記各被駆動側挿入孔とで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向を反対にすると共に、傾斜角度の大きさを同じとする。

或いは、請求項３に記載した発明の様に、前記各駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさを、全ての駆動側挿入孔同士の間で同じとする。又、前記各被駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさを、全ての被駆動側挿入孔同士の間で同じとする。そして、前記各駆動側挿入孔と前記各被駆動側挿入孔とで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさを同じとする。
要するに、請求項３に記載した発明の場合には、前記各駆動側挿入孔と前記各被駆動側挿入孔とを、回転対称形に配置する。

又、本発明のトルク伝達用継手を実施する場合には、例えば請求項４に記載した発明の様に、前記緩衝部材を、複数の緩衝片を軸方向に積層する事により構成する。

更に、上述した様な請求項４に記載した発明を実施する場合に好ましくは、例えば請求項５に記載した発明の様に、軸方向両側に配置される１対の緩衝片のうち、少なくとも一方の緩衝片に、軸方向に向けて突出した係止爪を設ける。又、少なくとも他方の緩衝片に、この係止爪と係合可能な係止凹部を設ける。そして、軸方向両側に配置される前記１対の緩衝片により、軸方向中間部に配置される１乃至複数の緩衝片を挟持した状態で、前記係止爪と前記係止凹部とを係合させる。

一方、本発明のトルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置のうち、請求項６に記載した電動式パワーステアリング装置の発明は、ハウジングと、被操舵用回転軸と、ウォームホイールと、ウォームと、電動モータと、トルク伝達用継手とを備える。
このうちのハウジングは、固定の部分に支持されて回転しない。
又、前記被操舵用回転軸は、前記ハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する。
又、前記ウォームホイールは、前記ハウジングの内部で前記操舵用回転軸の一部に、この操舵用回転軸と同心に支持されて、この操舵用回転軸と共に回転する。
又、前記ウォームは、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ウォーム軸の軸方向両端部をそれぞれ軸受により前記ハウジングに対し回転自在に支持されている。
又、前記電動モータは、前記ウォームを回転駆動する為のものである。
更に、前記トルク伝達用継手は、前記電動モータの出力軸と前記ウォーム軸との間に設けられて、これら両軸同士の間でトルクを伝達するもので、上述の様な、本発明のトルク伝達用継手である。

以上の様な構成を有する本発明のトルク伝達用継手及び電動式パワーステアリング装置によれば、トルク伝達開始時やトルク変動時のヒステリシスを大きくできると共に、寸法誤差や組み付け誤差等の誤差を効果的に吸収できる。
即ち、本発明の場合には、駆動軸を回転駆動した際に、緩衝部材のうちで円周方向に隣り合う駆動側挿入孔と被駆動側挿入孔との間に存在する部分（被挟持部）に、円周方向成分だけでなく、径方向成分を有する力を作用させる事ができる。従って、トルク伝達開始時やトルク変動時に於ける、前記駆動軸の回転量と伝達トルクとのヒステリシスを大きくできる。又、駆動側、被駆動側各挿入孔（及び駆動側、被駆動側各腕部）の傾斜角度の大きさを調整する事で、ヒステリシスの大きさを適宜調整する事もできる。更に、緩衝部材が径方向に撓み易くなる為、寸法誤差や組み付け誤差等の誤差を効果的に吸収する事も可能になる。

又、請求項２に記載した発明によれば、前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部との形状（断面形状）、数、及び大きさが同じであれば、前記緩衝部材を表裏関係なく組み付ける事が可能になる為、この緩衝部材の組み付け性の向上を図れる。
これに対し、請求項３に記載した発明によれば、前記緩衝部材のうちで、円周方向に隣り合う駆動側挿入孔と被駆動側挿入孔との間に存在する部分（被挟持部）の剛性を全ての部分で同じにできる。この為、駆動軸を一方向に回転させた場合と他方向に回転させた場合との、前記緩衝部材の撓み量を容易に同じにする事ができて、前記駆動軸の制御等を容易にできる。

又、請求項４に記載した発明によれば、複数の緩衝片同士の間で、弾性の大きさや駆動側、被駆動側各挿入孔の寸法等を異ならせる事ができる。この為、トルクの伝達開始時に、駆動側腕部と被駆動側腕部との間で前記各緩衝片が弾性変形させられるタイミングを、これら複数の緩衝片同士の間で意図的にずらす（例えば弾性変形し易い緩衝片から先に弾性変形させられる様にする）事ができる。従って、トルク伝達開始時やトルク変動時のヒステリシスをより大きくする上で有利になる（チューニングの自由度を向上できる）。
更に、請求項５に記載した発明の場合には、緩衝部材の取り扱い性、並びに、組み付け性を向上できる。

本発明の実施の形態の第１例を示す、トルク伝達用継手を組み込んだ電動式パワーステアリング装置の要部断面図。 同じくトルク伝達用継手を取り出して示す図１のＡ部拡大図。 同じくトルク伝達用継手を取り出して模式的に示す分解斜視図。 同じく緩衝部材を構成する３つの緩衝片のうち、（Ａ）はウォーム軸側の緩衝片を、（Ｂ）は軸方向中央の緩衝片を、（Ｃ）は電動モータ側の緩衝片をそれぞれ示すもので、（ａ）はウォーム軸側から見た端面図であり、（ｂ）は（ａ）の右側面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図２のＢ−Ｂ断面に相当する図。 自動車用操舵装置の１例を示す部分縦断側面図。 電動式パワーステアリング装置の従来構造の１例を示す、図６の拡大Ｃ−Ｃ断面図。 従来構造のトルク伝達用継手を示す分解斜視図。 同じく従来構造のトルク伝達用継手の断面図。

［実施の形態の第１例］
図１〜４は、請求項１、２、４〜６に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、電動式パワーステアリング装置を構成する電動モータ７の出力軸１２ａの先端部と、ウォーム式減速機を構成するウォーム軸６ａの基端部との間に、本例のトルク伝達用継手１５ａを設けて、前記出力軸１２ａから前記ウォーム軸６ａにトルクを伝達可能としている。このトルク伝達用継手１５ａを除く、電動式パワーステアリング装置の構成及び作用は、前述の図６〜７に示した構造を含め、従来から広く知られている電動式パワーステアリング装置と同様であるから説明を省略し、以下、前記トルク伝達用継手１５ａの構成及び作用に就いて説明する。

前記トルク伝達用継手１５ａは、駆動軸である前記出力軸１２ａの先端部にこの先端部と同心に支持される駆動側伝達部材１６ａと、被駆動軸である前記ウォーム軸６ａの基端部にこの基端部と同心に支持される被駆動側伝達部材１７ａと、これら駆動側伝達部材１６ａと被駆動側伝達部材１７ａとの間に設けられる緩衝部材１８ａとを備える。

このうちの駆動側伝達部材１６ａは、金属製で、駆動側基部２０ａと、３本の駆動側腕部２１ａ、２１ａとを備える。この駆動側基部２０ａは、円板状で、その中心部に、前記出力軸１２ａの先端部外周面に形成された雄セレーションとセレーション係合する、駆動側セレーション孔２６が形成されている。又、前記各駆動側腕部２１ａ、２１ａは、楕円柱状で、前記駆動側基部２０ａのうちで前記被駆動側伝達部材１７ａに対向する面の外径寄り部分に、円周方向に関して間欠的に（位相を１２０度ずつずらして）、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられている。又、前記各駆動側腕部２１ａ、２１ａの軸方向寸法は、後述する被駆動側腕部２３ａ、２３ａの軸方向寸法と等しい。

一方、前記被駆動側伝達部材１７ａは、金属製で、被駆動側基部２２ａと、３本の被駆動側腕部２３ａ、２３ａとを備える。このうちの被駆動側基部２２ａは、円板状で、その中心部に、前記ウォーム軸６ａの基端部外周面に形成された雄セレーションとセレーション係合する、被駆動側セレーション孔２７が形成されている。又、前記各被駆動側腕部２３ａ、２３ａは、楕円柱状で、前記被駆動側基部２２ａのうちで前記駆動側伝達部材１６ａに対向する面の外径寄り部分に、円周方向に関して間欠的に（位相を１２０度ずつずらして）、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられている。

又、本例の場合、前記駆動側、被駆動側各腕部２１ａ、２３ａの断面形状に関する長軸方向の中心線（長辺）を、直径方向（放射方向）に対して９０度未満だけ傾斜させている。特に本例の場合には、前記各駆動側腕部２１ａ、２１ａと前記各被駆動側腕部２３ａ、２３ａとで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさを同じとしている。具合的には、前記駆動側、被駆動側各腕部２１ａ、２３ａを、それぞれ先端側から見た場合に、それぞれの長軸方向の中心線を直径方向に対して反時計方向に、それぞれ４０度ずつ傾斜させている。

前記緩衝部材１８ａは、薄板円輪状の３つの緩衝片２８、２８ａを軸方向に積層並びに係合する事により構成されており、全体形状が円輪板状で、その径方向中間部に、前記各駆動側腕部２１ａ、２１ａをがたつきなく挿入可能な駆動側挿入孔２９、２９と、前記被駆動側腕部２３ａ、２３ａをがたつきなく挿入可能な被駆動側挿入孔３０、３０とを、それぞれ軸方向に貫通する状態で、同一ピッチ円上に円周方向に関して交互に設けている。

又、本例の場合、前記駆動側、被駆動側各挿入孔２９、３０を、前記緩衝部材１８ａの円周方向に比べて直径方向に長い楕円形の長孔をそれぞれの長軸方向の中心線（長辺）を直径方向（放射方向）に対して９０度未満だけ傾斜させて得られる如き形状としている。特に本例の場合には、前記各駆動側挿入孔２９、２９の長軸方向の中心線Ｏ₂₉が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさ（θ₂₉）を、全ての駆動側挿入孔２９、２９同士の間で同じとすると共に、前記各被駆動側挿入孔３０、３０の長軸方向の中心線Ｏ₃₀が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさ（θ₃₀）を、全ての被駆動側挿入孔３０、３０同士の間で同じとしている。そして、前記各駆動側挿入孔２９、２９と前記各被駆動側挿入孔３０、３０とで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向を円周方向に関して反対にすると共に、傾斜角度の大きさを同じとしている（θ₂₉＝θ₃₀）。具体的には、前記緩衝部材１８ａを図３の左側（ウォーム軸６側）から見た場合に、前記各駆動側挿入孔２９、２９の長軸方向の中心線Ｏ₂₉を直径方向に対して反時計方向にそれぞれ４０度ずつ傾斜させると共に、前記各被駆動側挿入孔３０、３０の長軸方向の中心線Ｏ₃₀を直径方向に対して時計方向にそれぞれ４０度ずつ傾斜させている。

又、前記緩衝部材１８ａのうちで、円周方向に隣り合う駆動側挿入孔２９と被駆動側挿入孔３０との間部分が、トルクの伝達時に、前記各駆動側腕部２１ａ、２１ａと前記各被駆動側腕部２３ａ、２３ａとの間で弾性的に挟持される（弾性変形させられる）、被挟持部２５ａ、２５ｂとなる。本例の場合、前記出力軸１２ａが図４の矢印Ｘ方向に回転駆動される場合に、前記各駆動側挿入孔２９、２９とこれら各駆動側挿入孔２９、２９よりも回転方向前方側に隣接する前記各被駆動側挿入孔３０、３０との間に存在する部分を、前記各被挟持部２５ａ、２５ａとしている。反対に、前記出力軸１２ａが図４の矢印Ｙ方向に回転駆動される場合に、前記各駆動側挿入孔２９、２９とこれら各駆動側挿入孔２９、２９よりも回転方向前方側に隣接する前記各被駆動側挿入孔３０、３０との間に存在する部分を、前記各被挟持部２５ｂ、２５ｂとしている。図面に表れる形状から明らかな通り、前記各被挟持部２５ａ、２５ａと前記各被挟持部２５ｂ、２５ｂとは、互いに異なる形状（容積）を有している。

又、前記緩衝部材１８ａを構成する３つの緩衝片２８、２８ａのうちで、軸方向中央に配置された緩衝片２８ａを、軸方向両側に配置された１対の緩衝片２８、２８に比べて、弾性変形し易い材料から造っている。具体的には、前記緩衝片２８ａを、ゴムやエラストマー等の弾性変形し易い材料から造ると共に、前記両緩衝片２８、２８を、ゴムやエラストマーに比べて弾性変形し難い、ポリアセタール樹脂やポリアミド樹脂等の合成樹脂から造っている。又、本例のトルク伝達用継手１５ａの場合には、トルク伝達の際に、駆動側、被駆動側各腕部２１ａ、２３ａと、駆動側、被駆動側各挿入孔２９、３０との間で、僅かに滑りが発生する為、前記両緩衝片２８、２８を構成する合成樹脂として、自己潤滑性に優れた含油樹脂（例えば含油ポリアセタール樹脂、含油ポリアミド樹脂等）を用いるとより好ましい。

前記各緩衝片２８、２８ａには、軸方向に積層された状態で前記駆動側挿入孔２９、２９を構成する第一通孔３１、３１ａと、軸方向に積層された状態で前記被駆動側挿入孔３０、３０を構成する第二通孔３２、３２ａとをそれぞれ形成している。本例の場合には、軸方向中央に配置される緩衝片２８ａに形成する第一通孔３１ａ、３１ａ及び第二通孔３２ａ、３２ａ（の長辺及び短辺の長さ）を、軸方向両側に配置される緩衝片２８、２８に形成する第一通孔３１、３１及び第二通孔３２、３２（の長辺及び短辺の長さ）よりも、少しだけ小さくしている。更に、前記各緩衝片２８、２８ａのうちで、円周方向に隣り合う第一通孔３１（３１ａ）と第二通孔３２（３２ａ）との間部分には、軸方向に積層された状態でそれぞれが前記各被挟持部２５ａ、２５ｂを構成する、素被挟持部３３ａ（３３ｃ）、３３ｂ（３３ｄ）が設けられている。

又、本例の場合には、軸方向両側に配置される前記各緩衝片２８、２８に、それぞれ３本ずつ、係止爪３４、３４を設けている。これら各係止爪３４、３４は、前記各緩衝片２８、２８のうちで、軸方向中央の緩衝片２８ａに対向する面の外径側部分に、円周方向に関して間欠的に（位相を１２０度ずつずらして）、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられている。又、前記各緩衝片２８、２８の外周縁部のうちで、円周方向に関して前記各係止爪３４、３４同士の間部分には、一方の緩衝片２８に形成された係止爪３４、３４と係合可能な係止凹部３５、３５が設けられている。一方、軸方向中央に配置される前記緩衝片２８ａの外周縁部には、軸方向両側に配置される前記両緩衝片２８、２８に形成された合計６本の係止爪３４、３４を軸方向に通過させる為の切り欠き３６、３６が、円周方向等間隔６個所に形成されている。

又、本例の場合には、薄板円輪状の軸方向中央の緩衝片２８ａの内側に、軸部材３７を、一体的に形成している。この軸部材３７は、中空円筒状で、軸方向両端部の小径部３８、３８と軸方向中央部の大径部３９とから成る。そして、このうちの大径部３９の軸方向一端寄り部分を前記緩衝片２８ａの内周面に連続させる事で、この緩衝片２８ａの内側に、前記軸部材３７を軸方向他側（電動モータ７側）に偏らせた状態で一体に形成している。このような一体構造の緩衝片２８ａと軸部材３７とは、射出成形により同時に形成している。

本例のトルク伝達用継手１５ａを組み立てる際には、先ず、軸方向両側に配置される前記両緩衝片２８、２８により、軸方向中央に配置される前記緩衝片２８ａを挟持した状態で、前記各係止爪３４、３４と前記各係止凹部３５、３５とをそれぞれ係合させる。これにより、薄板円輪状の３つの緩衝片２８、２８ａから１つの緩衝部材１８ａを組み立てる。そして、この緩衝部材１８ａのうちの前記各駆動側挿入孔２９、２９に、前記各駆動側腕部２１ａ、２１ａを軸方向他側（図１、２、３の右側）からそれぞれがたつきなく挿入すると共に、同じく前記各被駆動側挿入孔３０、３０に、前記被駆動側腕部２３ａ、２３ａを軸方向片側（図１、２、３の左側）からそれぞれがたつきなく挿入する。そして、この状態で、円周方向に隣り合う駆動側腕部２１ａと被駆動側腕部２３ａとの間部分に、弾性材製の被挟持部２５ａ、２５ｂをそれぞれ位置させる。又、前記緩衝片２８ａと一体に形成された軸部材３７のそれぞれの端部（小径部３８、３８）を、前記駆動側、被駆動側各セレーション孔２６、２７内に挿入する。

以上の様な構成を有する本例のトルク伝達用継手１５ａ及び電動式パワーステアリング装置の場合には、トルク伝達開始時やトルク変動時のヒステリシスを大きくできると共に、寸法誤差や組み付け誤差等の誤差を効果的に吸収できる。
即ち、本例の場合には、前記出力軸１２ａを回転駆動した際に、前記緩衝部材１８ａのうちで、円周方向に隣り合う駆動側挿入孔２９と被駆動側挿入孔３０との間に存在する被挟持部２５ａ、２５ｂに、円周方向成分だけでなく、径方向成分を有する力を作用させる事ができる。より具体的には、前記出力軸１２ａを図４の矢印Ｘ方向に回転駆動させた場合に、前記各被挟持部２５ａ、２５ａに、円周方向成分だけでなく、径方向内向の成分を有する力を作用させる事ができる。反対に、前記出力軸１２ａを図４の矢印Ｙ方向に回転駆動させた場合には、前記各被挟持部２５ｂ、２５ｂに、円周方向成分だけでなく、径方向外向の成分を有する力を作用させる事ができる。又、局部的に生じる滑りに基づく摩擦損失も大きくなる。従って、何れの方向に回転させた場合にも、トルク伝達開始時やトルク変動時に於ける、前記出力軸１２ａの回転量と伝達トルクとのヒステリシス（不感帯）を大きくできる（所望の過渡特性が得られる）。又、傾斜角度の大きさ（θ）を調整する事により、ヒステリシスの大きさを適宜調整する（チューニングする）事もできる。更に、前記緩衝部材１８ａが径方向に撓み易くなる為、寸法誤差や組み付け誤差等の誤差を効果的に吸収する事も可能になる。

又、本例の場合には、トルクの伝達開始時に、先ず、前記各駆動側腕部２１ａ、２１ａと前記各被駆動側腕部２３ａ、２３ａとの間で、軸方向中央に配置された弾性変形し易い材料から造られた緩衝片２８ａの素被挟持部３３ｃ（３３ｄ）が弾性変形させられる。そして、この緩衝片２８ａが所定量だけ弾性変形した後、軸方向両側に配置された緩衝片２８、２８の素被挟持部３３ａ（３３ｂ）が弾性変形させられる。この様に、本例の場合には、前記各緩衝片２８、２８ａが弾性変形するタイミングを、これら複数の緩衝片２８、２８ａ同士の間でずらす事ができる。従って、トルク伝達開始時やトルク変動時のヒステリシスをより大きくする上で有利になる（チューニングの自由度を向上できる）。

又、本例の場合には、前記緩衝部材１８ａを表裏関係なく組み付ける事ができる為、この緩衝部材１８ａの組み付け性が良好になる。又、この緩衝部材１８ａを、前記各係止爪３４、３４と前記各係止凹部３５、３５とを係合させて、３つの緩衝片２８、２８ａを容易には分解（分離）できない様に組み立てる事により構成している為、この緩衝部材１８ａの取り扱い性、並びに、組み付け性を向上できる。

又、前記緩衝部材１８ａの径方向中間部に、前記各駆動側挿入孔２９、２９及び前記各被駆動側挿入孔３０、３０をそれぞれ設けている為、前記各緩衝片２８、２８ａのうちの素被挟持部３３ａ（３３ｃ）、３３ｂ（３３ｄ）を、前記第一、第二通孔３１（３１ａ）、３２（３２ａ）よりも径方向内側に存在する部分だけでなく、径方向外側に存在する部分によっても連続した状態にできる。従って、前記各緩衝片２８、２８ａを射出成形により造る場合に、射出成形用金型のキャビティ内での材料の流動性を良好にできる為、前記各緩衝片２８、２８ａ、延いては前記緩衝部材１８ａの成形性を向上する事もできる（良好にできる）。又、前記トルク伝達用継手１５ａの組立状態で、前記緩衝部材１８ａが、前記駆動側、被駆動側各腕部２１ａ、２３ａによって外側から覆われる事なく、この緩衝部材１８ａの外周面全体を外部に露出させる事ができる。この為、この緩衝部材１８ａのうちで外部に露出している部分の面積を十分に大きくできる。従って、この緩衝部材１８ａが目視確認し易くなり（緩衝部材１８ａを目立たせる事ができて）、この緩衝部材１８ａの組み付け忘れを防止する為の検査工程の作業効率の向上を図れる。

又、本例の場合には、運転時に、前記出力軸１２ａと前記ウォーム軸６ａとの間でスラスト力が作用した場合に、前記軸部材３７が軸方向に弾性変形（収縮）し、前記スラスト力の一部を吸収しつつ、残りのスラスト力を伝達する。従って、前記出力軸１２ａと前記ウォーム軸６ａとの間で伝達されるスラスト力を小さくできる。又、このスラスト力が、前記緩衝部材１８ａに伝達される事を有効に防止できる為、この緩衝部材１８ａの耐久性を長期間に亙り確保する事もできる。
その他の構成及び作用・効果に就いては、前述した従来構造のトルク伝達用継手、及び、電動式パワーステアリング装置の場合と同様である。

［実施の形態の第２例］
図５は、請求項１、３〜６に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の特徴は、緩衝部材１８ｂに形成する駆動側挿入孔２９ａ、２９ａと被駆動側挿入孔３０ａ、３０ａとを回転対称形に配置すると共に、駆動側腕部２１ｂ、２１ｂ及び被駆動側腕部２３ｂ、２３ｂの形状を、前記各駆動側挿入孔２９ａ、２９ａ及び前記各被駆動側挿入孔３０ａ、３０ａにそれぞれがたつきなく挿入可能な形状とした点にある。その他の部分の構成及び作用・効果に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、重複する部分の説明並びに図示は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合にも、前記実施の形態の第１例の場合と同様に、前記各駆動側挿入孔２９ａ、２９ａの長軸方向の中心線Ｏ_29a が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさ（θ_29a ）を、全ての駆動側挿入孔２９ａ、２９ａ同士の間で同じとすると共に、前記各被駆動側挿入孔３０ａ、３０ａの長軸方向の中心線Ｏ_30a が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさ（θ_30a ）を、全ての被駆動側挿入孔３０ａ、３０ａ同士の間で同じとしている。特に本例の場合には、前記各駆動側挿入孔２９ａ、２９ａと前記各被駆動側挿入孔３０ａ、３０ａとで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向を円周方向に関して同じにすると共に、傾斜角度の大きさを同じとしている（θ_29a ＝θ_30a ）。具体的には、図５に示す様に、前記各駆動側挿入孔２９ａ、２９ａ及び前記各被駆動側挿入孔３０ａ、３０ａの長軸方向の中心線を、それぞれ直径方向に対して反時計方向にそれぞれ４０度ずつ傾斜させている。

これに伴って、それぞれが楕円柱状である前記各駆動側腕部２１ｂ、２１ｂと前記各被駆動側腕部２３ｂ、２３ｂとで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向を反対にすると共に、傾斜角度の大きさを同じとしている。具合的には、前記各駆動側腕部２１ｂ、２１ｂを先端側から見た場合に、それぞれの長軸方向の中心線を直径方向に対して反時計方向に４０度ずつ傾斜させると共に、前記被駆動側腕部２３ｂ、２３ｂを先端側から見た場合に、それぞれの長軸方向の中心線を直径方向に対して時計方向に４０度ずつ傾斜させている。

以上の様な構成を有する本例の場合、前記緩衝部材１８ｂのうちで、円周方向に隣り合う駆動側挿入孔２９ａと被駆動側挿入孔３０ａとの間に存在する被挟持部２５ｃ、２５ｃの剛性を全ての部分で同じにできる。この為、出力軸１２ａ（図１参照）を一方向に回転させた場合と他方向に回転させた場合との、前記緩衝部材１８ｂの撓み量を容易に同じにする事ができて、電動モータ７（図１参照）の制御等を容易にできる。
その他の構成及び作用・効果に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である。

前述した実施の形態の各例では、駆動側腕部及び被駆動側腕部の断面形状を楕円形にすると共に、駆動側挿入孔及び被駆動側挿入孔の形状を楕円形にした場合のみを示したが、本発明を実施する場合に、駆動側、被駆動側各腕部の断面形状及び駆動側、被駆動側各挿入孔の形状は、楕円形に限定されず、例えば長円形や長方形としても良い。

又、実施の形態の各例では、緩衝部材を３つの緩衝片から構成する場合に就いて説明したが、本発明を実施する場合に、緩衝部材は、全体を一体に形成しても良い。又、複数の緩衝片を軸方向に積層して構成する場合には、緩衝部材は、２つの緩衝片により構成しても良いし、３つ以上（例えば４つ若しくは５つ或いはそれ以上）の緩衝片により構成しても良い。又、緩衝部材を構成する全ての緩衝片を同じ材料から造る事もできるし、全ての緩衝片を異なる材料から造っても良い。

又、実施の形態の各例では、緩衝部材を構成する複数の緩衝片同士を係合する為の係止爪と係止凹部とを、緩衝片の外径側部分に設けた場合を示したが、これら係止爪と係止凹部とは緩衝片の内径側部分（内周縁部）に設けても良い。又、緩衝片と軸部材とは別体に構成する事もできるし、軸部材は省略する事もできる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ハウジング
４ ウォームホイール
５ ウォーム歯
６、６ａ ウォーム軸
７ 電動モータ
８ ウォーム
９ａ、９ｂ 転がり軸受
１０ 押圧駒
１１ コイルばね
１２、１２ａ 出力軸
１３ スプライン孔
１４ スプライン軸部
１５、１５ａ トルク伝達用継手
１６、１６ａ 駆動側伝達部材
１７、１７ａ 被駆動側伝達部材
１８、１８ａ、１８ｂ 緩衝部材
１９ 鋼球
２０、２０ａ 駆動側基部
２１、２１ａ、２１ｂ 駆動側腕部
２２、２２ａ 被駆動側基部
２３、２３ａ、２３ｂ 被駆動側腕部
２４ 円筒部
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ 被挟持部
２６ 駆動側セレーション孔
２７ 被駆動側セレーション孔
２８、２８ａ 緩衝片
２９、２９ａ、２９ｂ 駆動側挿入孔
３０、３０ａ、３０ｂ 被駆動側挿入孔
３１、３１ａ 第一通孔
３２、３２ａ 第二通孔
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 素被挟持部
３４ 係止爪
３５ 係止凹部
３６ 切り欠き
３７ 軸部材
３８ 小径部
３９ 大径部

Claims (6)

1. 軸方向に関して互いに直列に配置された駆動軸と被駆動軸との端部同士の間でトルクを伝達するもので、
   前記駆動軸の端部にこの駆動軸と同心に支持される駆動側伝達部材と、前記被駆動軸の端部にこの被駆動軸と同心に支持される被駆動側伝達部材と、これら駆動側伝達部材と被駆動側伝達部材との間に設けられる弾性材製の緩衝部材とを備え、
   このうちの駆動側伝達部材は、前記駆動軸の端部に支持される駆動側基部と、この駆動側基部のうちで前記被駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の駆動側腕部とを備えたものであり、
   前記被駆動側伝達部材は、前記被駆動軸の端部に支持される被駆動側基部と、この被駆動側基部のうちで前記駆動側伝達部材に対向する面に、円周方向に関して間欠的に、それぞれ軸方向に突出する状態で設けられた複数本の被駆動側腕部とを備えたものであり、
   前記各駆動側腕部と前記各被駆動側腕部とを円周方向に関して交互に配置すると共に、円周方向に隣り合う駆動側腕部と被駆動側腕部との間部分に、前記緩衝部材の一部をそれぞれ介在させているトルク伝達用継手に於いて、
   前記緩衝部材が、円輪板状で、径方向中間部に、前記各駆動側腕部をがたつきなく挿入可能な駆動側挿入孔と、前記各被駆動側腕部をがたつきなく挿入可能な被駆動側挿入孔とが、それぞれ軸方向に貫通する状態で、円周方向に関して交互に設けられており、
   前記各駆動側挿入孔と前記各被駆動側挿入孔とが、前記緩衝部材の円周方向に比べて直径方向に長い長孔をそれぞれの長軸方向の中心線を直径方向に対して９０度未満だけ傾斜させて得られる如き形状を有している、
   事を特徴とするトルク伝達用継手。
2. 駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさが、全ての駆動側挿入孔同士の間で同じであり、同じく被駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさが、全ての被駆動側挿入孔同士の間で同じであり、前記各駆動側挿入孔とこれら各被駆動側挿入孔とで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向が反対であり、傾斜角度の大きさが同じである、請求項１に記載したトルク伝達用継手。
3. 駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさが、全ての駆動側挿入孔同士の間で同じであり、同じく被駆動側挿入孔の長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさが、全ての被駆動側挿入孔同士の間で同じであり、前記各駆動側挿入孔とこれら各被駆動側挿入孔とで、それぞれの長軸方向の中心線が直径方向に対して傾斜している方向及び傾斜角度の大きさが同じである、請求項１に記載したトルク伝達用継手。
4. 緩衝部材が、複数の緩衝片を軸方向に積層する事により構成されている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したトルク伝達用継手。
5. 軸方向両側に配置される１対の緩衝片のうち、少なくとも一方の緩衝片に軸方向に突出した係止爪が設けられており、少なくとも他方の緩衝片にこの係止爪と係合可能な係止凹部が設けられており、軸方向両側に配置される前記１対の緩衝片により軸方向中間部に配置される緩衝片を挟持した状態で、前記係止爪と前記係止凹部とを係合させている、請求項４に記載したトルク伝達用継手。
6. 固定の部分に支持されて回転する事のないハウジングと、このハウジングに対し回転自在に設けられて、ステアリングホイールの操作により回転させられ、回転に伴って操舵輪に舵角を付与する操舵用回転軸と、前記ハウジングの内部でこの操舵用回転軸の一部に、この操舵用回転軸と同心に支持されて、この操舵用回転軸と共に回転するウォームホイールと、ウォーム軸の軸方向中間部にウォーム歯を設けて成り、このウォーム歯を前記ウォームホイールと噛合させた状態で、前記ウォーム軸の軸方向両端部をそれぞれ軸受により前記ハウジングに対し回転自在に支持されたウォームと、このウォームを回転駆動する為の電動モータとを備え、この電動モータの出力軸と前記ウォーム軸とをトルク伝達用継手により、トルクの伝達を可能に接続している電動式パワーステアリング装置に於いて、このトルク伝達用継手が、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したトルク伝達用継手である、電動式パワーステアリング装置。

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